上海光機所高功率激光物理聯(lián)合實驗室朱健強研究員團隊利用費馬螺旋透鏡產(chǎn)生的渦旋參考光與被測物體的多重復(fù)制像進行干涉記錄，進而實現(xiàn)了單次曝光相移數(shù)字全息成像，相關(guān)技術(shù)方案在可見光波段進行了實驗驗證。 

　　渦旋光是一類等相位面為螺旋狀的光場，光束中的每個光子攜帶有軌道角動量。這種特性可用于粒子旋轉(zhuǎn)、光鑷以及光學(xué)信息編碼等方面。此外，光學(xué)干涉測量作為一類高精度的測量手段，具有非接觸、非介入、快速、全場和三維成像的特點，而相移干涉測量是光學(xué)干涉測量中的重要技術(shù)。 

　　該課題組設(shè)計并使用了一種可產(chǎn)生渦旋光的振幅型費馬螺旋衍射透鏡，利用渦旋光具有的相移優(yōu)勢，結(jié)合被測物體在光柵系統(tǒng)中的全同復(fù)制技術(shù)，研究了基于費馬螺旋透鏡的單次曝光相移數(shù)字全息，可以快速、實時地實現(xiàn)被測物體的波前重構(gòu)。該方法簡單快捷，只需簡單地記錄一幅干涉全息圖，便可利用相移數(shù)字全息算法快速重構(gòu)波前。另外，該方法還能夠有效抑制再現(xiàn)結(jié)果中的共軛像和零級光，可避免多次操作帶來的誤差，為單次曝光相移數(shù)字全息提供了新思路。除此以外，該研究中使用的費馬螺旋透鏡體積小、易加工、重量輕，可廣泛應(yīng)用于相干X射線到太赫茲波段的測量與成像。 

　　該項研究得到了國家自然科學(xué)基金的支持。上述相關(guān)工作已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Laser Physics Letters(Laser Phys. Lett. 16 (2019) 025002 )。

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　　圖1渦旋光的相移干涉區(qū)域(左)，分辨率板的重構(gòu)像(中)及自動對焦曲線(右)